通信干擾目標(biāo)威脅能力分析與評估

徐湘瑩,王世祺,許秀富

(解放軍32282部隊,山東 濟(jì)南 250000)

0 引言

在現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭中,以破壞和攻擊信息傳輸為目的的通信干擾的作用和地位越來越重要。在日趨復(fù)雜的電磁環(huán)境中,敵方通信威脅源眾多,作戰(zhàn)手法千變?nèi)f化,快速準(zhǔn)確處理通信干擾目標(biāo)威脅評估成為戰(zhàn)爭制勝的重要因素。在處理通信干擾目標(biāo)威脅評估的問題上,單純憑經(jīng)驗結(jié)果往往比較粗略,難以保證準(zhǔn)確性,本文在分析通信干擾目標(biāo)威脅因素的基礎(chǔ)上,采用層次-效用方法可較好地得到通信干擾目標(biāo)威脅評估結(jié)果。

1 評估指標(biāo)因素的確立與分析

現(xiàn)代戰(zhàn)爭瞬息萬變、錯綜復(fù)雜,為提升我方通信系統(tǒng)的戰(zhàn)場生存能力,要求通信干擾目標(biāo)威脅度評估具有很高的實時性和準(zhǔn)確性。在對通信干擾目標(biāo)威脅度進(jìn)行評估時,考慮的因素越多,準(zhǔn)確性越高。但因素過多,比較困難且影響其實時性,同時在評估指標(biāo)的因素選取上,還應(yīng)遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、可定量性、可行性等原則。本文在遵循上述原則的基礎(chǔ)上,通過查閱相關(guān)文獻(xiàn),選取了敵方目標(biāo)平臺距離、平臺夾角、平臺運動速度、干擾帶寬、干擾功率、干擾樣式、干擾方式、我方干擾容限、我方通信功率9個因素,如圖1所示。

圖1 評估指標(biāo)因素

設(shè)通信干擾目標(biāo)威脅度為,用高、中、低來表示威脅度等級,對于各單因素,敵方目標(biāo)平臺距離越近,我方受到威脅度越高;敵方目標(biāo)平臺夾角越小,我方受到威脅度越高;敵方平臺運動速度越快,我方受到威脅度越高;干擾帶寬越寬,我方受到威脅度越高;敵方干擾功率越大,我方受到威脅度越高;干擾樣式分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相3種樣式,敵方使用的樣式越多,我方受到的威脅度越高;干擾方式主要包括瞄準(zhǔn)、跟蹤和阻塞3種方式,敵方使用的方式越多,我方受到的威脅度越高;我方的干擾容限越高,抗干擾能力越強,我方受到的威脅度越低;我方的通信功率越高,抗干擾能力越強,我方受到的威脅度越低。

2 層次-效用方法

2.1 各指標(biāo)因素權(quán)重的確定

(1) 確立指標(biāo)因素

通信干擾目標(biāo)威脅度和各指標(biāo)因素C(=1,2,…,9)如圖1所示。

(2) 構(gòu)造判斷矩陣

(3) 求矩陣的特征向量

(a) 計算矩陣的每一行的元素之積:

(b) 計算M的9次根:

則(?,?,…,?)即為所求的特征向量。

(d) 對矩陣進(jìn)行一致性檢驗

檢驗公式為:

式中:I=(9)/(91),為判斷矩陣的最大特征根:

式中:()表示向量的第個元素。

I為判斷矩陣的平均隨機一致性指標(biāo),對于1～9階判斷矩陣,I的值見表1。

表1 平均隨機一致性指標(biāo)IR

對于式(4),當(dāng)R小于0.10時,認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性,即權(quán)數(shù)分配是合理的,否則需要調(diào)整判斷矩陣。

2.2 層次-效用方法

若測得個目標(biāo)威脅度L(=1,2,…,)的第個指標(biāo)因素C(=1,2,…,9)的數(shù)據(jù)為b,其矩陣為=(b)。

對于各指標(biāo)因素C(=1,2,…,9):

(1) 若指標(biāo)因素C越大,威脅度越高,則C采用的效用函數(shù)為:

(2) 若指標(biāo)因素C越小,威脅度越高,則C采用的效用函數(shù)為:

(3) 若指標(biāo)因素C越接近某給定值,威脅度越高,則C采用的效用函數(shù)為:

式中:1,2,…,。

個目標(biāo)威脅度L(1,2,…)的9個指標(biāo)因素的效用函數(shù)構(gòu)成矩陣(μ)。

2.3 綜合量化值求解及評估結(jié)果

對于評估指標(biāo)因素C(1,2,…,9)的權(quán)重向量(?,?,…,?),綜合量化值E可由式(10)求得:

由式(9)計算得{E}(1,2,…,9},按大小順序進(jìn)行排列,可得出評估結(jié)果,即綜合量化值E最高的那個目標(biāo)威脅度最高。

3 應(yīng)用實例

(1) 偵察獲取的干擾目標(biāo)威脅評估指標(biāo)信息如表2所示。

表2 偵察獲取的干擾目標(biāo)威脅評估指標(biāo)

(2) 建立-判斷矩陣,計算指標(biāo)因素的權(quán)重向量

通過充分征求專家意見,并用1-9標(biāo)度法給出數(shù)值,構(gòu)造出-判斷矩陣(如表3)。

表3 L-C 判斷矩陣

依據(jù)公式(1)～(3)計算指標(biāo)因素權(quán)重向量:=(0.244,0.057 6,0.028 7,0.126 9,0.084 8,0.038 5,0.079 5,0.152 9,0.186 6)。

依據(jù)公式(4)、(5)可得:≈9.979 9,I≈0.125 5。

依據(jù)公式(4)可得:R=I/I≈0.084 5＜0.10,認(rèn)為此判斷矩陣具有滿意的一致性。

(3) 計算效用函數(shù)值

選用公式(6)～(8)計算效用函數(shù)值,結(jié)果如表4所示。

表4 效用函數(shù)值矩陣

(4) 計算各目標(biāo)的綜合量化值(威脅程度)

選用公式(9)計算綜合量化值,如表5所示。

表5 綜合量化值

由表5可以看出,目標(biāo)1的威脅程度最高。目標(biāo)1和目標(biāo)2不同的指標(biāo)因素在于平臺運動速度,平臺運動速度快的目標(biāo)1威脅程度高;目標(biāo)1和目標(biāo)3不同的指標(biāo)因素是干擾功率,干擾功率高的目標(biāo)1威脅程度較高;目標(biāo)1和目標(biāo)4不同的指標(biāo)因素在于平臺距離,平臺距離近的目標(biāo)1威脅程度較高;目標(biāo)1和目標(biāo)5不同的指標(biāo)因素在于距離和干擾帶寬,距離近并且干擾帶寬大的目標(biāo)1的威脅程度較高。從結(jié)果來看,與實際情況相符,符合預(yù)期。

4 結(jié)束語

本文在確立和分析通信干擾目標(biāo)威脅指標(biāo)因素的基礎(chǔ)上,使用層次-效用評估方法解決了通信干擾目標(biāo)威脅度評估問題,該方法對各效用函數(shù)加權(quán)和線性變換,使復(fù)雜問題條理化,各指標(biāo)因素對威脅度影響得到較合理的表現(xiàn),較好地反映了實際,具有一定的可信度和參考性。